TWI700838B

TWI700838B - 以二次封膠成型之層疊光耦合器及其封裝方法

Info

Publication number: TWI700838B
Application number: TW108115737A
Authority: TW
Inventors: 梁偉成; 張平
Original assignee: 喆光照明光電股份有限公司
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2020-08-01
Also published as: CN111916436A; TW202042406A

Abstract

本發明係一種以二次封膠成型之層疊光耦合器及其封裝方法，該封裝方法會先將一光接收器固定至一第一基板上，且該光接收器之頂面設有一光接收區域，嗣，進行第一次封膠程序，並使一透光絕緣膠至少包覆住該光接收器的光接收區域及該第一接合點，以固化為一透光絕緣層，之後，將一發光器固定至該透光絕緣層的頂面，且該發光器的一第二接合點能電氣連接至一第二基板，最後，進行第二次封膠程序，並使一保護絕緣膠包覆住該發光器及其上的第二接合點與至少局部之該絕緣層，以固化並作為一保護層，即形成該層疊光耦合器。

Description

以二次封膠成型之層疊光耦合器及其封裝方法

本發明係關於光耦合器的封裝方法，尤指一種會採用二次封膠，以能形成層疊光耦合器的封裝方法。

一般言，光耦合器(optical coupler，或稱光電耦合器、光隔離器及光電隔離器)是以光(如：可見光、紅外線)作為媒介來傳輸電訊號的光電轉換元件，其大致由光接收器與發光器共同封裝而成，且該光接收器與發光器兩者間除了光線之外，不會有任何電氣或實體連接。

承上，目前光耦合器普遍分為「左右式結構」與「上下式結構」，茲簡單說明如後，所謂的「左右式結構」是指發光器與光接收器兩者，分別處於光耦合器內的左右相對位置，其中，發光器與光接收器會分別設在不同支架上，且該二支架彼此相隔一間距，而不會相碰觸，如此，發光器即能朝光接收器的方向投射出光線。另外，所謂的「上下式結構」則是指發光器與光接收器兩者，分別處於光耦合器內的上下相對位置，其中，發光器與光接收器亦分別設在不同支架上，且該二支架彼此相隔一間距，而不會相碰觸，如此，發光器即能朝光接收器的方向投射出光線。然而，無論是「左右式結構」或「上下式結構」的光耦合器，普遍會面臨發光器與光接收器兩者距離過遠、對位不易及封裝對位影響良率...等困擾。

有鑑於此，發明人曾設計出一種層疊光耦合器，請參閱第1圖所示，該層疊光耦合器A1係由一發光器A11、一絕緣層A12與一光接收器A13所組成，其中，該絕緣層A12會位於發光器A11與光接收器A13兩者之間，該絕緣層A12能夠供該發光器A11的光線穿過，並投射至該光接收器A13上，如此，由於該發光器A11、絕緣層A12與光接收器A13均為單獨的元件，且光接收器A13與發光器A11兩者是由絕緣層A12相隔開，因此，只要控制絕緣層A12的厚度，便能夠有效縮減光耦合器的整體體積，且光接收器A13與發光器A11兩者對位上，亦較「上下式結構」的光耦合器的懸空對位更為容易與精準。

然而，發明人發現，在實際生產過程中，由於發光器A11、絕緣層A12與光接收器A13均為單獨元件，因此，在組裝固定的過程中，仍有一定難度，故，如何針對前述缺失進行改良，以提供一種更為便利的製程，即成為本發明所欲解決之重要課題。

有鑑於前述層疊光耦合器與生產上仍有改進之處，因此，發明人又開發設計出本發明之一種以二次封膠成型之層疊光耦合器及其封裝方法，以期藉由本發明能提供業者更為簡化的製程，以有效解決前述問題。

本發明之一目的，係提供一種以二次封膠成型之層疊光耦合器的封裝方法，首先，將一光接收器固定至一第一基板上，該光接收器的一第一接合點能電氣連接至該第一基板的一第一接點，且該光接收器之頂面設有一光接收區域，又，進行第一次封膠程序，並使一透光絕緣膠至少包覆住該光接收器的局部區域，以固化並作為一透光絕緣層，其中，前述局部區域包含該光接收區域及該第一接合點的位置，之後，將一發光器固定至該透光絕緣層的頂面，且其能透過該透光絕緣層，而朝對應之光接收區域方向投射光線，該發光器的一第二接合點能電氣連接至一第二基板的一第二接點，最後，進行第二次封膠程序，並使一保護絕緣膠包覆住該發光器及其上的該第二接合點與至少局部之該透光絕緣層，以固化並作為一保護層，即形成該層疊光耦合器，如此，業者即可迅速且簡單地在光接收器與發光器二者之間，製作出該透光絕緣層。

本發明之另一目的，係提供一種以二次封膠成型之層疊光耦合器，包括一光接收器、一透光絕緣層、一發光器及一保護層，其中，該光接收器會被固定至一第一基板上，且其頂面設有一光接收區域，該光接收器的一第一接合點能電氣連接至該第一基板的一第一接點，該透光絕緣層是由一透光絕緣膠固化而成，該透光絕緣層會至少包覆住該光接收器的局部區域，且前述局部區域包含該光接收區域及該第一接合點的位置，該發光器能被固定至該透光絕緣層的頂面，其能透過該透光絕緣層，而朝對應之光接收區域方向投射光線，且該發光器的一第二接合點能電氣連接至一第二基板的一第二接點，該保護層則是由一保護絕緣膠固化而成，且該保護層會包覆住該發光器及其上的該第二接合點與至少局部之該透光絕緣層，如此，業者僅需透過兩次的封膠程序，便能夠依序形成透光絕緣層、保護層。

本發明之再一目的，係該透光絕緣膠能完全包覆住該光接收器，以使該光接收器能更為穩固地定位於該第一基板上。

本發明之又一目的，係該保護絕緣膠能完全包覆住該透光絕緣層，以有效保護該層疊光耦合器於運作時，所需必要元件(如：光接收器、透光絕緣層與發光器)的完整性。

為便貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

A1‧‧‧層疊光耦合器

A11‧‧‧發光器

A12‧‧‧絕緣層

A13‧‧‧光接收器

〔本發明〕

1‧‧‧層疊光耦合器

11‧‧‧光接收器

111‧‧‧第一接合點

113‧‧‧光接收區域

13‧‧‧透光絕緣層

15‧‧‧發光器

151‧‧‧第二接合點

17‧‧‧保護層

19‧‧‧透光黏膠

21‧‧‧第一基板

211‧‧‧第一接點

22‧‧‧第二基板

221‧‧‧第二接點

B1‧‧‧第一傳輸線

B2‧‧‧第二傳輸線

301~304‧‧‧步驟

第1圖係習知層疊光耦合器之示意圖；第2圖係本發明之第一次封膠程序後的結構示意圖；第3圖係本發明之第二次封膠程序後的結構示意圖；及第4圖係本發明之流程圖。

本發明係一種以二次封膠成型之層疊光耦合器及其封裝方法，請參閱第2及3圖所示，在一實施例中，該層疊光耦合器1至少由一光接收器11、一透光絕緣層13、一發光器15(如：LED)、一保護層17、一第一基板21與一第二基板22所構成，其中，該透光絕緣層13會位於該光接收器11及發光器15兩者之間，且至少會包覆住該光接收器11的局部區域，又，該光接收器11能電氣連接至該第一基板21，該發光器15則能電氣連接至該第二基板22，該保護層17至少能包覆住該發光器15及局部透光絕緣層13，如此，該發光器15所發出之光線，即能穿過該透光絕緣層13，並被該光接收器11所接收，以使該層疊光耦合器1能發揮作用。

茲就本發明之層疊光耦合器1的封裝方法，說明如後，復請參閱第2圖所示，首先，工作人員能先將一光接收器11固定至一第一基板 21(如：電路板、支架...等)上，其中，該光接收器11固定至第一基板21的方式，能夠為黏貼、焊接、嵌卡...等，只要其能夠定位於第一基板21上即可。又，該光接收器11的一第一接合點111能透過一第一傳輸線B1，電氣連接(如：打線接合(Wire bonding))至該第一基板21的一第一接點211(如第4圖之步驟(301))，且該光接收器11之頂面設有一光接收區域113，以能接收該發光器15所發出之光線。

承上，復請參閱第2圖所示，當該光接收器11已經定位完成後，便能進行第一次封膠程序，在該實施例中，工作人員能將一透光絕緣膠完全包覆住該光接收器11，甚至能包覆住局部的第一基板21，在該透光絕緣膠固化後，其能形成一透光絕緣層13(如第4圖之步驟(302))，此時，該光接收器11即會被穩定地定位於該第一基板21上，而無法輕易地位移與脫離；惟，在本發明之其它實施例中，該透光絕緣膠能夠僅包覆住該光接收器11的局部區域，但前述局部區域包含了該光接收區域113及第一接合點111的位置，主要原因在於，該透光絕緣膠係要作為透光絕緣層13，以能隔絕光接收器11與發光器15兩者直接貼靠，並需供該發光器15的光線通過，以使光線能被光接收區域113所接收。

復請參閱第3圖所示，當透光絕緣膠已經固化形成透光絕緣層13後，工作人員能將一發光器15固定至該透光絕緣層13的頂面，在該實施例中，該發光器15會透過一透光黏膠19固定至該透光絕緣層13上，但在本發明之其它實施例中，並不以此為限，業者能根據產品需求，採用其它固定方式。又，該發光器15能朝對應之光接收區域113方向投射光線，且其投射之光線會穿透該透光絕緣層13，而被該光接收器11之光接收區域113所接收；當該發光器15是以透光黏膠19固定至透光絕緣層13時，該透光黏膠19之折射率會介於該發光器15之基板(如：LED基板)折射率與該透光絕緣層13折射率兩者之間。該發光器15的一第二接合點151能透過一第二傳輸線B2，電氣連接(如：打線接合(Wire bonding))至該第二基板22的一第二接點221(如第4圖之步驟(303))，以接收外部電力，進而能被驅動而發出光線。

復請參閱第3圖所示，當該發光器15已經定位完成後，便能進行第二次封膠程序，在該實施例中，工作人員能將一保護絕緣膠完全包覆住該發光器15及其上的第二接合點151與透光絕緣層13，甚至能包覆住局部的第一基板21與第二基板22，在該保護絕緣膠固化後，其能形成一保護層17(如第4圖之步驟(304))，令該發光器15能穩定地定位於該透光絕緣層13上，且不易受到外力或外物碰撞而受損，以形成該層疊光耦合器1，惟，在本發明之其它實施例中，該保護絕緣膠除了能完全包覆住該發光器15與第二接合點151之外，則能夠僅包覆住局部的透光絕緣層13，合先陳明。

綜上所述可知，藉由本發明之封裝方法，業者能夠更為簡單地生產該層疊光耦合器1，且只需控制發光器15的對位，以大幅降低生產難度，進而能提高後續的產品良率。此外，復請參閱第3圖所示，該保護絕緣膠除了作為保護使用之外，業者亦可採用白色反光材質(如：聚醋酸乙烯酯(Polyvinyl acetate)、環氧樹脂(epoxy)...等)的保護絕緣膠，以在該保護絕緣膠固化為保護層17後，該保護層17尚可具有反光特性，令該發光器15所發出的光線，能盡量被該光接收區域113所接收，惟，在本發明之其它實施例中，業者亦能根據產品需求，而採用透光材質或不透光材質所製作的保護絕緣膠，來作為保護層17，合先敘明。

按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

301~304‧‧‧步驟

Claims

一種以二次封膠成型之層疊光耦合器的封裝方法，該層疊光耦合器的封裝方法具有下列步驟：將一光接收器固定至一第一基板上，該光接收器的一第一接合點能電氣連接至該第一基板的一第一接點，且該光接收器之頂面設有一光接收區域；進行第一次封膠程序，且使一透光絕緣膠至少包覆住該光接收器的局部區域，以固化並作為一透光絕緣層，其中，前述局部區域包含該光接收區域及該第一接合點的位置；藉由一透光黏膠而將一發光器固定至該透光絕緣層的頂面，其能透過該透光絕緣層，而朝對應之光接收區域方向投射光線，該發光器的一第二接合點能電氣連接至一第二基板的一第二接點；及進行第二次封膠程序，且使一保護絕緣膠包覆住該發光器及其上的該第二接合點與至少局部之該透光絕緣層，以固化並作為一保護層，即形成該層疊光耦合器。
如請求項1所述之層疊光耦合器的封裝方法，其中，該保護絕緣膠係為白色反光材質。
如請求項1所述之層疊光耦合器的封裝方法，其中，該保護絕緣膠係為透光材質。
如請求項1所述之層疊光耦合器的封裝方法，其中，該保護絕緣膠係為不透光材質。
如請求項1至4任一項所述之層疊光耦合器的封裝方法，其中，該透光絕緣膠係完全包覆住該光接收器。
如請求項5所述之層疊光耦合器的封裝方法，其中，該保護絕緣膠係完全包覆住該透光絕緣層。
一種以二次封膠成型之層疊光耦合器，包括：一光接收器，係被固定至一第一基板上，該光接收器之頂面設有一光接收區域，且該光接收器的一第一接合點能電氣連接至該第一基板的一第一接點；一透光絕緣層，係由一透光絕緣膠固化而成，該透光絕緣層會至少包覆住該光接收器的局部區域，且前述局部區域包含該光接收區域及該第一接合點的位置；一發光器，係藉由一透光黏膠而被固定至該透光絕緣層的頂面，使得該透光黏膠位於該發光器與該透光絕緣層兩者之間，該發光器能透過該透光絕緣層，而朝對應之光接收區域方向投射光線，且該發光器的一第二接合點能電氣連接至一第二基板的一第二接點；及一保護層，係由一保護絕緣膠固化而成，且該保護層會包覆住該發光器及其上的該第二接合點與至少局部之該透光絕緣層。
如請求項7所述之層疊光耦合器，其中，該保護層係為白色反光材質。
如請求項7所述之層疊光耦合器，其中，該保護層係為透光材質。
如請求項7所述之層疊光耦合器，其中，該保護層係為不透光材質。
如請求項7至10任一項所述之層疊光耦合器，其中，該透光絕緣層係完全包覆住該光接收器。
如請求項11所述之層疊光耦合器，其中，該保護層係完全包覆住該透光絕緣層。